DE968098C

DE968098C - Process for producing a releasable vacuum-tight connection, in particular for electrical discharge vessels

Info

Publication number: DE968098C
Application number: DET2663D
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Tschoepe
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1943-06-25
Filing date: 1943-06-25
Publication date: 1958-01-16

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 16. JANUAR 1958ISSUED JANUARY 16, 1958

T 2663 VIII c 121gT 2663 VIII c 121g

(Ges. v. 15. 7. 1951)(Ges. Of July 15, 1951)

Es besteht häufig der Wunsch. Vakuumbehälter, insbesondere abgeschlossene elektrische Entladungsröhren, so auszubilden, daß sie auf eine einfache Art, d. h. ohne Lötung oder Schweißung, hochvakuuniid'iiCihft verschLießbar sind uod daß sie beim Auftreten von inneren Schäden geöffnet und, nachdem sie in Ordnung gebracht worden sind, wieder verschlossen werden können. Es ist auch eine größere Anzahl von Vorschlägen bekannt, welche dies ermöglichen sollen. So weit es sich dabei um Entladungsröhren größerer Leistung, vor allem Ouecksilberdampfapparate, handelt, sind die lösbaren Vakuumverschlüsse der Größe und dem hohen Preis solcher Entladuingsgefäße insofern angepaßt, als sie viel Platz beanspruchen, umständlich zu handhaben, nur für die Herstellung in Einzelanfertigung geeignet und deshalb teuer sind. Es ist auch bereits bekannt, kleine Vakuumgefäße, beispielsweise Glühlampen oder Verstärkerröhren, so auszubilden, daß sie mehrmals geöffnet und wieder verschlossen werden können. Die hierfür angegebenen Vakuumverschluss« sind jedoch, soweit sie einfach ausgebildet sind, den technischen Anforderungen nicht gewachsen, oder es ist dabei nicht genügend auf eine leichte und einfache Herstellbarkeit, die für eine Reihenfertigung die Voraussetzung ist, Rücksicht genommen worden.There is often a desire. Vacuum containers, in particular sealed electrical discharge tubes, to be trained in a simple manner, i. H. without soldering or welding, hochvakuuniid'iiCihft Are lockable uod that they at Occurrence of internal damage opened and, after being fixed, again can be locked. A larger number of proposals are also known which this should enable. As far as it concerns discharge tubes of greater power, especially mercury vapor apparatus, the releasable vacuum closures are adapted to the size and high price of such discharge vessels, when they take up a lot of space, are awkward to handle, only for one-off production suitable and therefore expensive. It is also already known to use small vacuum vessels, for example Incandescent lamps or amplifier tubes, designed so that they are opened several times and again can be locked. The vacuum seal specified for this purpose are, however, insofar as they are simply trained, not up to the technical requirements, or it is not one of them enough to be easy and simple to manufacture, which is the prerequisite for series production has been taken into account.

Es ist weiterhin bereits ein Verfahren zur Herstellung einer lösbaren vakuumdichten Verbindung bekannt, bei dem die zu verbindenden, mindestensIt is also a method for producing a releasable vacuum-tight connection known, in which the to be connected, at least

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an der Verbindungsstelle zylindrisch ausgebildeten Teile aus Metall bestehen und bei dem sich in der Dichtungsfuge ein bildsames Metall befindet, gegen das die mit kreisringförmigen Erhebungen oder Rillen versehene Dichtungsfläche gepreßt wird.Cylindrical parts made of metal at the junction and in which the Sealing joint is a plastic metal, against which the with annular bumps or Grooved sealing surface is pressed.

Dieses bekannte Verfahren wird gemäß der Erfindung in der Weise weitergebildet, daß die Metallteile an der Dichtungsstelle als zusammenpassende, kegelstumpfförmige Flächen und die kreisringförmigen Erhebungen oder Rillen scharfkantig ausgebildet werden und daß die beiden Dichtungsflächen durch Wärmeschrumpfung derart aneinandergepreßt werden, daß an den scharfen Kanten ein Fließen des Dichtungsmetalls eintritt. Durch die beim Schrumpfen wirksame Kraft fließt das bildsame Metall in die Rillen hinein oder um die Erhebungen herum und gewährleistet dadurch eine einwandfreie Dichtung. Die Dichtungsstelle ist imstande, die zum Zusammenhalten der durch sie mitao einander verbundenen Teile des Vakuumgefäßes erforderliche mechanische Beanspruchung aufzunehmen. Es ist jedoch zuweilen empfehlenswert, die Dichtungsstelle von solchen Beanspruchungen zu entlasten und zu ihrer Sicherung einen zusätzliehen mechanischen Verschluß, der nicht vakuumdicht zu sein braucht, vorzusehen; hierzu eignet sich besonders ein Bajonettverschluß.This known method is developed according to the invention in such a way that the metal parts at the sealing point as mating frustoconical surfaces and the circular ring-shaped Elevations or grooves are formed with sharp edges and that the two sealing surfaces are pressed against one another by heat shrinkage that a flow of the sealing metal occurs at the sharp edges. By the force effective during shrinking flows into or around the ductile metal in the grooves Bumps around and thereby ensures a perfect seal. The sealing point is able to those for holding together the parts of the vacuum vessel that are connected to one another by them to absorb the required mechanical stress. However, it is sometimes advisable to to relieve the sealing point of such stresses and to secure an additional one to provide a mechanical lock which does not need to be vacuum-tight; suitable for this especially a bayonet lock.

Das Dichtungsmetall kann entweder als selbständiges Bauelement zwischen den beiden Dichtungsflächen angeordnet werden, oder es kann auf der nicht mit kreisringförmigen Erhebungen oder Rillen versehenen Dichtungsfläche als Überzug aufgebracht werden.The sealing metal can either be used as an independent component between the two sealing surfaces be arranged, or it can be arranged on the not with circular bumps or Grooved sealing surface can be applied as a coating.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens schematisch dargestellt. Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den zylindrischen Teil eines elektrischen Vakuumgefäßes, das aus zwei zylindrischen Hälften 1, 2 besteht, an deren Dichtungsstelle die zusammenpassenden Kegelmantelflächen 3, 4 angearbeitet sind. Die eine¹, z. B. die nach innen gekehrte Dichtungsfläche 4 ist mit einem bildsamen Metall, beispielsweise Blei oder Silber, überzogen. Dieser Überzug 5 kann an sich auf beliebige Weise, z. B. 4-5 durch Feuerversilberung, hergestellt werden. Die Dicke des Überzuges ist ziemlich unkritisch, soll jedoch gleichmäßig sein. In der gegenüberliegenden Dichtungsfläche 3 sind kreisförmige Rillen 6 eingeschnitten; ihr Profil ist so gewählt, daß sie scharfe Kanten aufweisen. Zumindest der Teil der Vakuumgefäßhälfte i, in welchen die Rillen 6 eingeschnitten sind, ist aus einem Werkstoff hergestellt, welcher härter ist als das auf der Dichtungsfläche 4 aufgetragene bildsame Metall. Die Vereinigung der beiden Teile 1 und 2 erfolgt durch Schrumpfung. Zu diesem Zweck wird entweder der die nach außen gekehrte Dichtungsfläche 3 tragende Gefäßteil 1 abgekühlt, was beispielsweise unter Anwendung von flüssiger Luft geschehen kann, oder der die nach innen gekehrte Dichtungsfläche 4 tragende Gefäßteil 2 erwärmt und auf den anderen Teil aufgesetzt. Die Erwärmung darf keinesfalls so weit getrieben werden, daß der auf der Dichtungsfläche 4 befindliche Überzug schmilzt oder seine Haftfähigkeit verliert. Beim Übergang auf die Zimmertemperatur werden die beiden Teile 1 und 2 durch die im Werkstoff auftretenden Spannungen fest aneinandergepreßt. Hierbei dringen die scharfen Kanten der Rillten 6 in den. weicheren. Werkstoff des Überzuges auf der Dichtungsfläche 4 ein, und in dem weicheren Überzugsmetall setzt eine Fließbewegung ein, welche Metallteilchen in die Rillen 6 befördert. Auf diese Weise kommt eine einwandfreie hochvakuumdichte Verbindung der beiden Teile 1 und 2 zustande, welche außerdem so fest ist, daß das Vakuumgefäß ohne zusätzliche Verbindung der beiden Hälften 1 und 2 verwendbar ist.Various possible embodiments of the inventive concept are shown schematically in the drawing. Fig. 1 shows a longitudinal section through the cylindrical part of an electrical vacuum vessel, which consists of two cylindrical halves 1, 2, at the sealing point of which the matching conical surfaces 3, 4 are worked. The one ¹ , z. B. the inward facing sealing surface 4 is coated with a malleable metal, such as lead or silver. This coating 5 can in itself in any way, for. B. 4-5 by fire silver plating. The thickness of the coating is fairly uncritical, but should be uniform. In the opposite sealing surface 3 circular grooves 6 are cut; their profile is chosen so that they have sharp edges. At least that part of the vacuum vessel half i in which the grooves 6 are cut is made of a material which is harder than the malleable metal applied to the sealing surface 4. The two parts 1 and 2 are united by shrinkage. For this purpose, either the vessel part 1 carrying the outwardly facing sealing surface 3 is cooled, which can be done using liquid air, for example, or the vessel part 2 carrying the inwardly facing sealing surface 4 is heated and placed on the other part. The heating must not be carried out so far that the coating located on the sealing surface 4 melts or loses its adhesiveness. During the transition to room temperature, the two parts 1 and 2 are firmly pressed against one another by the stresses occurring in the material. Here, the sharp edges of the grooves 6 penetrate into the. softer. Material of the coating on the sealing surface 4, and a flow movement begins in the softer coating metal, which transports metal particles into the grooves 6. In this way, a perfect, highly vacuum-tight connection of the two parts 1 and 2 is achieved, which is also so strong that the vacuum vessel can be used without additional connection of the two halves 1 and 2.

In der Abb. 2 sind ebenfalls zwei zylindrische Gefäßhälften 1 und 2 dargestellt, die mit kegelstumpfmamtelförmigen Dichtungsflächen 3, 4 versehen sind, von denen jedoch hier die nach außen gekehrte Fläche 3 einen Überzug aus dem bildsamen Metall trägt. An der gegenüberliegenden Dichtungsfläche 4 sind scharfkantige Leisten 7 vorgesehen, die beispielsweise einen dreieckigen Querschnitt haben. Beim Zusammenschrumpfen dieser beiden Teile dringen die scharfen Kanten dieser Leisten in den Überzug auf der Dichtungsfläche 3 ein, und andererseits fließt das Überzugsmetall um die Leisten herum, so daß wieder eine gute Dichtung zustande kommt. Um die Dichtungsstelle von mechanischen Beanspruchungen im weiteren Verlauf des Herstellungsverfahrens oder während des Betriebes der Röhre zu entlasten, ist eine zusatzliehe Schraubverbindung vorgesehen. Zu diesem Zweck ist an den Gefäßteil 2 ein Gewindering 8 angebracht, während an dem Gefäßteil 1 ein glatter Ring 9 befestigt ist, über den eine Überwurfmutter 10 geschoben ist, welche auf dem Gewindering aufgeschraubt wird.In Fig. 2, two cylindrical vessel halves 1 and 2 are also shown, which are truncated cone-shaped Sealing surfaces 3, 4 are provided, of which, however, here the outwardly facing surface 3 is a coating of the plastic Metal wears. On the opposite sealing surface 4 sharp-edged strips 7 are provided, which, for example, have a triangular cross-section. When shrinking this Both parts penetrate the sharp edges of these strips into the coating on the sealing surface 3 on, and on the other hand, the coating metal flows around the strips, so that again a good seal comes about. Around the sealing point from mechanical stresses in the further course Relief during the manufacturing process or during operation of the tube is an additional option Screw connection provided. For this purpose, a threaded ring 8 is attached to the vessel part 2, while a smooth ring 9 is attached to the vessel part 1, over which a union nut 10 is pushed, which is screwed onto the threaded ring.

Alle beschriebenen vakuumdichten Verbindungen lassen sich in der umgekehrten Reihenfolge wieder auseinandernehmen. Zu diesem Zweck wird beispielsweise im Falle der Abb. 1 der Teil 1 so weit abgekühlt, bis die Verbindung zwischen den beiden Teilen 1 und 2, erforderlichenfalls unter Verwendung eines mechanischen Werkzeuges, gelockert und die beiden Teile auseinandergezogen werden können. Es ist aber auch möglich, die Verbindung dadurch zu lösen, daß das ganze Vakuumgefäß oder zumindest die Umgebung der Dichtungsstelle auf die Schmelztemperatur des Überzugmetalls erhitzt wird. Später kann der Metallüberzug erneuert und abermals vakuumdichte A^erbindung der beiden Teile vorgenommen werden.All described vacuum-tight connections can be re-used in the reverse order disassemble. For this purpose, for example in the case of Fig. 1, part 1 becomes so wide cooled until the connection between the two parts 1 and 2, using if necessary a mechanical tool, loosened and the two parts pulled apart can. But it is also possible to loosen the connection by opening the entire vacuum vessel or at least the area around the sealing point is heated to the melting temperature of the coating metal will. The metal coating can later be renewed and the two can be connected again in a vacuum-tight manner Parts are made.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Process for producing a releasable vacuum-tight connection, in particular for electrical discharge vessels, in which the to be connected, at least at the connection point Cylindrical parts are made of metal and are located in the sealing joint

there is a malleable metal against which the ring-shaped elevations or grooves provided ^) Diohtungsfläche (s) is (are) pressed, characterized in that the Metal parts at the sealing point as matching, frustoconical surfaces (3, 4) and the annular projections or grooves are formed with sharp edges and that the two sealing surfaces are pressed together by heat shrinkage in such a way that that a flow of the sealing metal occurs at the sharp edges.

2. Departure according to claim 1, characterized in that that the sealing metal is arranged as an independent component between the two sealing surfaces.

3 · The method according to claim ι, characterized in that that the sealing metal on the sealing surface, which is not provided with annular elevations or grooves, as a coating is applied.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for Relief of the sealing point an additional, non-vacuum-tight mechanical connection, in particular a bayonet lock is provided.

Considered publications:
»ZS. techn. Phys. ", 10, 1929, pp. 298, 299;

Espe-Knoll, »Materials Science of High Vacuum Technology«, Berlin 1936, p. 322.

1 sheet of drawings